24 Temmuz 2013

Yıldız Patlamasından Yıldız İflasına

ALMA Kayıp Gökadaların Gizemlerine Işık Tuttu

Şili’deki ALMA teleskopu ile yapılan yeni gözlemler gökbilimcilere, coşkulu yıldız oluşum sürecinin gazları bir gökadadan dışarıya doğru atarak gelecek nesil yıldızların oluşması ve büyümesi için ihtiyaç duyduğu yakıtı nasıl sağladığını gösterdi. Etkileyici görüntüler yakın Heykeltıraş Gökadası’nda bulunan yıldız oluşum bölgelerinden dışarıya atılan muazzam miktardaki moleküler gaz çıkışını gözler önüne serdi. Bu yeni sonuçlar Evrendeki çok büyük kütleli gökadalardaki yıldızların nadir oluşunu açıklamaya yardım edebilir. Araştırma sonuçları Nature dergisinin 25 Temmuz 2013 tarihli sayısında yayınlanacak.

Bu resim NGC 253 (Heykeltraş Gökadası)’deki soğuk karbonmonoksit gazını temsil ediyor. Dikey eksen hızı, yatay eksen gökadanın orta kısmı boyunca konumunu gösteriyor. Renkler ise ALMA tarafından tespit edilen emisyon yoğunluğuna göre güçlü (pembe), en zayıf (kırmızı) olarak sıralanıyor. erilere göre soğuk gaz büyük ölçüde gökadanın orta kısmından çıkmaktadır. Bu da yeni nesil yıldızların oluşumunu zorlaştırmaktadır. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Erik Rosolowsky)

Gökadalar — kendi Samanyolu’muz gibi yüz milyarlarca yıldız içeren sistemler — evrenin temel yapıtaşlarıdır. Çağdaş gökbilimin iddialı hedeflerinden biri de yıldız oluşumunun anahtar sorularından biri olan, gökadaların oluşumu ve evrimi ile ilgilidir: bir gökada içerisinde yeni oluşacak olan yıldızların sayısını belirleyen şey nedir?

NGC 253 olarak da bilinen Heykeltıraş Gökadası, güney gökküresi takımyıldızlarında Heykeltıraş doğrultusunda yer alan bir sarmal gökadadır.  Güneş Sistemi’mize olan yaklaşık 11.5 milyon ışık-yılı uzaklığı ile yakın gökadalar-arası komşularımızdan biri olup, güney yarımküreden görülebilen yıldız oluşum yoğunluğu fazla [1] olan en yakın gökadalardan biridir.  Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi’ni (ALMA) kullanan gökbilimciler, gökada diskinin ortasından dışarıya doğru akan soğuk, yoğun dalgalı gaz sütunları keşfettiler.

ALMA’nın muhteşem çözünürlüğü ve duyarlılığı, genç yıldızlarca meydana getirilen yoğun basınç taba kalarının genişlemesiyle dışarıya atılan büyük kütleli soğuk gaz yoğunluğunu ilk kez açıkça görebilmemizi sağladı,” diyor araştırma makalesinin başyazarı Maryland Üniversitesi’nden Alberto Bolatto. “Ölçüm yaptığımız gaz miktarı büyümekte olan bazı gökadaların kazandığından daha fazla miktarda gazı dışarıya attığını gösteren kanıtlara sahip. Erken evrende çok yaygın görülen bir günümüz-örneğini görüyor olabiliriz.

Bu sonuçlar gökbilimcilerin şaşırtıcı bir şekilde evren boyunca neden birkaç büyük-kütleli gökada bulmuş olduklarını açıklanmaya yardım edebilir. Bilgisayar modelleri yaşlı, kırmızımsı gökadaların şimdi gözlediğimizden daha fazla kütleye ve yıldız sayısına sahip olması gerektiğini gösteriyor. Görünüşe göre gökada rüzgarları ya da gaz çıkışının güçlü olması gökadayı yeni nesil yıldızların oluşumunda kullanılan yakıttan mahrum bırakıyor [2].

Bu özellikler bir önceki gözlenen sıcak, iyonlaşmış gaz çıkışının kenarları ile neredeyse mükemmel bir şekilde hizalanmış bir yayı izliyor,” diyor makalenin eş-yazarlarından, Almanya Max Planck Gökbilim Enstitüsü ana araştırmacısı Fabian Walter. “Şimdi adım adım yoğun yıldız oluşumu sırasının sızıntıya dönüşmesini izliyoruz.

Bir yandan yeni yıldızlar oluştururken diğer yandan dışarı büyük miktarlarda gaz pompalayan sarmal gökada NGC 253'ün ESO'daki Çok Büyük Teleskop (VLT) görüntüsü. Gökada sarmal olmasına karşılık sarmal kollarını bize verdiği poz nedeniyle net göremiyoruz. (ESO/INAF-VST)

Bir yandan yeni yıldızlar oluştururken diğer yandan dışarı büyük miktarlarda gaz pompalayan sarmal gökada NGC 253’ün ESO’daki Çok Büyük Teleskop (VLT) görüntüsü. Gökada sarmal olmasına karşılık sarmal kollarını bize verdiği poz nedeniyle net göremiyoruz. (ESO/INAF-VST)

Araştırmacılar gökadadan dışarıya doğru atılan ve saatteki hızları 150 000 ila 1 000 000 kilometreye ulaşan çok — her yıl Güneş’in on katına yakın ve muhtemelen daha fazla — miktarda moleküler gaz tespit etti [3]. Dışarıya atılan toplam gaz miktarı aynı zamanda gökada içerisinde yıldız oluşturan gazdan daha fazladır. Bu hızla, gökada birkaç 60 milyon yıl içerisinde gazını tüketmiş olacaktır.

Bana göre, bu, kullandığımız yeni aletlerin geleceğin gökbilimini nasıl şekillendirdiğne güzel bir örnektir. Yıldız oluşumu yoğun olan NGC 253 bölgesini ve diğer yakın gökadaları neredeyse on yıldır araştırıyorduk. Ancak ALMA’dan önce bu tür detayları görebilme imkanımız yoktu,” diyor Walter. Çalışmada ALMA’nın erken yapım aşamasındaki sadece 16 anteni kullanıldı. “Tamamlandığında ALMA’nın 66 anteni ile bu tür bir gaz çıkışını gözlediğimizi düşünmek heyecan verici!” diye ekliyor.

Soldaki VISTA ve sağdaki ALMA görüntüleri eşliğinde NGC 253’den çıkış yapan gaz ortaya çıkarıldı. (ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Emerson/VISTA)

ALMA’nın tamamlanmış dizgesi ile yapılacak daha fazla çalışma rüzgarlarca dışarıya taşınan gazın nihai kaderinin tespit edilmesine yardımcı olacak. Böylece yıldız oluşumlarını tetikleyen rüzgarların çevrimsel mi olduğu, yoksa tamamen malzemeyi dışarıya mı taşıdığı gözler önüne serilecek.

Notlar

[1] Yıldız oluşumunun yüksek olduğu gökadalar çok miktarda yıldız oluşum oranına sahiptirler. Bu tür uç  gökada örneklerinden birin olan NGC 253, yakın olması nedeniyle büyüme çılgınlığının gökada üzerindeki etkilerini araştırmak için ideal bir örnektir.

[2] Daha önceki gözlemler NGC 253’ün yıldız oluşum bölgelerinden uzaklaşan daha sıcak ancak daha az yoğun gaz akışlarını göstermişti, ancak bu tek başına, olsa bile, gökadanın kaderini ve yeni nesil yıldızların oluşturma yeteneğinin az miktarda etkilerdi.  Bu yeni ALMA verileri çok daha yoğun moleküler gazın yeni oluşmakta olan yıldızlardan ilk “darbesini” yediğini ve ince, sıcak bir gaz şeklinde gökadayı çevreleyen haleye doğru süpürüldüğünü göstermektedir.

[3]Gazın hızı yüksek olsa da, gökada dışına çıkmasına yeterli olmayabilir. Milyonlarca yıl süresince gökada halesinde kalarak, sonunda tekrar disk üzerine çökebilir ve yeni yıldız oluşum aşamalarına neden olabilir.

ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*